明細書 Specification
角速度および加速度検出用複合センサ 技術分野 Composite sensor for angular velocity and acceleration detection
本発明は角速度および加速度検出用複合センサに関する。 背景技術 The present invention relates to a composite sensor for detecting angular velocity and acceleration. Background art
従来の角速度と加速度検出用複合センサ (以下複合センサと表 す。) としては、 例えば特開平 1 0 — 2 3 9 0 6 4号公報に記載さ れているようなものがあった。 As a conventional composite sensor for detecting angular velocity and acceleration (hereinafter, referred to as a composite sensor), there has been one described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-23964.
図 6 は前記公報に記載された従来の複合センサの側断面図を示 している。 その構成は角速度検出手段 1 1 と加速度検出手段 1 2 を上面に固着している支持部材 1 3 と、 角速度と加速度の検出信 号を処理する信号処理回路 (図示せず) を上面に設けた回路基板 1 4 とからなっている。 さ らに金属製のシール ドケース 1 5 は、 内側に角速度検出手段 1 1 と、 加速度検出手段 1 2 と、 支持部材 1 3 を収納している。 樹脂製の保護ケース 1 6 は、 内側に回路基 板 1 4 と、 シール ドケース 1 5 を収納し、 外方へ突出するコネク 夕部 1 7 を有している。 また、 保護ケース 1 6 におけるコネクタ 部 1 7 の内側には 4つのコネクタ端子 1 8 を有している。 FIG. 6 shows a side sectional view of the conventional composite sensor described in the above publication. The configuration is such that a support member 13 fixing the angular velocity detecting means 11 and the acceleration detecting means 12 on the upper surface, and a signal processing circuit (not shown) for processing angular velocity and acceleration detection signals are provided on the upper surface. It consists of a circuit board 14. Further, the metallic shield case 15 houses the angular velocity detecting means 11, the acceleration detecting means 12, and the support member 13 inside. The protective case 16 made of resin has a circuit board 14 and a shield case 15 inside, and has a connector part 17 projecting outward. In addition, the protective case 16 has four connector terminals 18 inside the connector portion 17.
このコネクタ端子 1 8 はリー ド線 (図示せず) と回路基板 1 4 を介して、 角速度検出手段 1 1 と加速度検出手段 1 2 に電気的に 接続している。 保護ケース 1 6 の開口部は樹脂製の蓋 1 9で閉塞 されている。以上のように構成された従来の複合センサについて、 その動作を説明する。 複合センサに、 角速度および加速度が同時
に加わると、 角速度検出手段 1 1 により角速度信号を出力すると ともに、 加速度検出手段 1 2 により、 加速度信号を出力する。 そして、 回路基板 1 4上の信号処理回路 (図示せず) により角 速度信号および加速度信号を処理し、 リー ド線 (図示せず) およ びコネクタ端子 1 8 を介して相手側コンピュータに入力し、 角速 度および加速度を検出するものである。 The connector terminal 18 is electrically connected to the angular velocity detecting means 11 and the acceleration detecting means 12 via a lead wire (not shown) and a circuit board 14. The opening of the protective case 16 is closed with a lid 19 made of resin. The operation of the conventional composite sensor configured as described above will be described. Simultaneous angular velocity and acceleration for composite sensors , The angular velocity signal is outputted by the angular velocity detecting means 11 and the acceleration signal is outputted by the acceleration detecting means 12. The angular velocity signal and the acceleration signal are processed by a signal processing circuit (not shown) on the circuit board 14, and input to the other computer via a lead wire (not shown) and a connector terminal 18. It detects angular velocity and acceleration.
このよう に角速度検出手段と加速度検出手段を一つの筐体に 収め一体化した複合センサは、 小型軽量化が特に必要とされる自 動車等の分野ではニーズが近年非常に高まっている。 The need for such a composite sensor in which the angular velocity detecting means and the acceleration detecting means are integrated in a single housing has been increasing in recent years in the field of automobiles and the like, which are particularly required to be small and light.
さ らに高い精度と信頼性、 低コス トが望まれている。 Higher precision, reliability, and lower cost are desired.
これらの課題に対して、 従来の複合センサでは小型軽量、 外部の ノイズからの保護、 低コス トの課題については改善されている。 To address these issues, conventional composite sensors have improved the issues of small size and light weight, protection from external noise, and low cost.
しかしながら、 さらなる振動および外部電磁波ノイズからの保 護、 組み立て工数及び部材の削減によるコス ト低減などの要望が あり、 まだ満足すべき状態であるとはいえない。 これらの課題を 解決するためには複合センサの各構成部品の配置、 電気配線、 機 械的強度などの幅広い観点から見直す必要がある。 発明の開示 However, there is a demand for further protection from vibration and external electromagnetic noise and cost reduction by reducing the number of assembling steps and members, and it cannot be said that the state is still satisfactory. In order to solve these issues, it is necessary to review from a broad perspective such as the arrangement of each component of the composite sensor, electric wiring, and mechanical strength. Disclosure of the invention
電源端子、 G N D端子および角速度出力端子を有するとともに 角速度を検出する角速度検出手段と、 電源端子、 G N D端子およ び加速度出力端子を有するとともに加速度を検出する加速度検出 手段と、 前記角速度検出手段における角速度出力端子からの角速 度信号および前記加速度検出手段における加速度出力端子からの 加速度信号を処理する処理回路を装備した回路基板とを備え、 前
記角速度検出手段と前記加速度検出手段を前記回路基板上に有す る複合センサが提供される。 An angular velocity detecting means having a power terminal, a GND terminal and an angular velocity output terminal and detecting angular velocity; an acceleration detecting means having a power terminal, a GND terminal and an acceleration output terminal and detecting acceleration; and an angular velocity in the angular velocity detecting means A circuit board equipped with a processing circuit for processing the angular velocity signal from the output terminal and the acceleration signal from the acceleration output terminal in the acceleration detecting means. A composite sensor having the angular velocity detecting means and the acceleration detecting means on the circuit board is provided.
さ らに、 前記回路基板を内部に収納するとともに、 電源中継端 子、 G N D中継端子、 前記角速度検出手段における角速度出力端 子と一端を電気的に接続した角速度中継端子および前記加速度検 出手段における加速度出力端子と一端を電気的に接続した加速度 中継端子を設けた金属製のシールドケースと、 前記シールドケー スを内部に収納するとともに、 電源コネクタ端子、 G N Dコネク 夕端子、 前記シールドケースにおける角速度中継端子の他端と電 気的に接続される角速度コネクタ端子および前記シ一ルドケース における加速度中継端子の他端と電気的に接続される加速度コネ クタ端子を設けた保護ケースとを備え、 前記角速度検出手段にお ける電源端子および前記加速度検出手段における電源端子の双方 をシールドケースにおける電源中継端子を介して前記保護ケース における電源コネクタ端子に電気的に接続するとともに、 前記角 速度検出手段における G N D端子および前記加速度検出手段にお ける G N D端子の双方を前記シールドケースにおける G N D中継 端子を介して前記保護ケースにおける G N Dコネクタ端子に電気 的に接続した複合センサが提供される。 図面の簡単な説明 Further, while accommodating the circuit board therein, a power relay terminal, a GND relay terminal, an angular velocity relay terminal electrically connected to one end of the angular velocity output terminal of the angular velocity detection means and one end of the acceleration detection means, A metal shield case provided with an acceleration relay terminal having one end electrically connected to the acceleration output terminal; and a housing for housing the shield case, a power connector terminal, a GND connector terminal, and an angular velocity relay in the shield case. A protective case provided with an angular velocity connector terminal electrically connected to the other end of the terminal and an acceleration connector terminal electrically connected to the other end of the acceleration relay terminal in the shield case; Both the power supply terminal of the means and the power supply terminal of the acceleration detection means are placed in a shield case. A power connector terminal of the protective case through a power relay terminal, and a GND terminal of the angular velocity detecting means and a GND terminal of the acceleration detecting means are both connected to a GND relay terminal of the shield case. And a composite sensor electrically connected to the GND connector terminal of the protective case via the second connector. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1 は本発明の実施の形態の複合センサの分解斜視図である。 図 2は本発明の実施の形態の複合センサの側断面図である。 図 3は本発明の実施の形態の複合センサにおいて、 角速度検出 手段からケースおよび蓋を取り外した状態を示す斜視図である。
図 4は本発明の実施の形態の複合センサを裏側から見た状態を 示す斜視図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a composite sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view of the composite sensor according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing a state where the case and the lid are removed from the angular velocity detecting means in the composite sensor according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a perspective view showing a state where the composite sensor according to the embodiment of the present invention is viewed from the back side.
図 5は本発明の実施の形態の複合センサにおいて、 保護ケース における電源コネクタ端子の上面図である。 FIG. 5 is a top view of a power connector terminal in a protective case in the composite sensor according to the embodiment of the present invention.
図 6は従来の複合センサの側断面図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の実施の形態における複合センサについて、 図面 を参照しながら説明する。 なお、 図面は模式図であり、 各位置関 係を寸法的に正しく示したものではない。 FIG. 6 is a side sectional view of a conventional composite sensor. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a composite sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the drawings are schematic diagrams, and do not show the positional relationships correctly in dimensions.
図 1 において、 角速度検出手段 2 1 は、 図 3 に示すような互い に結晶軸の異なる単結晶の水晶製の薄板を貼り合わせた音 ¾から なる振動体 2 2 と、 この振動体 2 2 を収納するケース 2 3 と、 こ のケース 2 3 における開口部を閉塞する蓋 2 4 とから構成されて いる。 この角速度検出手段 2 1 における振動体 2 2 の表面および 裏面には駆動電極 2 5 を設け、 外側面および内側面には検出電極 2 6 を設けている。 また、 角速度検出手段 2 1 におけるケース 2 3は振動体 2 2 を内側に収納するとともに、 上面に開口部 (図示 せず) を設けている。 さらに、 角速度検出手段 2 1 における蓋 2 4は上面から下面にわたって貫通するように、 電源端子 2 7、 角 速度出力端子 2 8および G N D端子 2 9 を設けており、 電源端子 2 7および G N D端子 2 9 の一端を振動体 2 2 における駆動電極 2 5 と電気的に接続している。 また、 蓋 2 4における角速度出力 端子 2 8 の一端を振動体 2 2 における検出電極に電気的に接続し ている。 図 1 において、 加速度検出手段 3 1 は静電容量型加速度
センサであり、 内部に可動電極板 (図示せず) および固定電極板 (図示せず) を有し、 この可動電極板 (図示せず) および固定電 極板 (図示せず) と一端を電気的に接続された電源端子 3 2 、 X 軸加速度出力端子 3 3 a 、 Y軸加速度出力端子 3 3 bおよび G N D端子 3 4を外方へ突出するように構成されている。 In FIG. 1, the angular velocity detecting means 21 is composed of a vibrating body 22 composed of a single crystal quartz plate having different crystal axes and bonded to each other as shown in FIG. 3, and this vibrating body 22. It is composed of a case 23 to be stored and a lid 24 for closing an opening of the case 23. In the angular velocity detecting means 21, a drive electrode 25 is provided on the front and back surfaces of the vibrating body 22, and a detection electrode 26 is provided on the outer and inner surfaces. The case 23 of the angular velocity detecting means 21 accommodates the vibrating body 22 inside and has an opening (not shown) on the upper surface. Further, the power supply terminal 27, the angular velocity output terminal 28 and the GND terminal 29 are provided so that the lid 24 of the angular velocity detecting means 21 penetrates from the upper surface to the lower surface, and the power terminal 27 and the GND terminal 2 are provided. One end of 9 is electrically connected to the drive electrode 25 of the vibrator 22. One end of the angular velocity output terminal 28 of the lid 24 is electrically connected to the detection electrode of the vibrator 22. In FIG. 1, the acceleration detecting means 31 is a capacitance type acceleration. The sensor has a movable electrode plate (not shown) and a fixed electrode plate (not shown) inside. The movable electrode plate (not shown) and the fixed electrode plate (not shown) are electrically connected to one end. The power supply terminal 32, the X-axis acceleration output terminal 33 a, the Y-axis acceleration output terminal 33 b, and the GND terminal 34 that are electrically connected are configured to protrude outward.
回路基板 3 5は、 角速度検出手段 2 1 を下面に固着するととも に、上面から下面にわたって多数の端子挿通孔 3 6 を設けており、 この端子挿通孔 3 6 に角速度検出手段 2 1 における電源端子 2 7 角速度出力端子 2 8および G N D端子 2 9 を揷通している。 The circuit board 35 has the angular velocity detecting means 21 fixed to the lower surface and has a large number of terminal insertion holes 36 extending from the upper surface to the lower surface. The power supply terminals of the angular velocity detecting means 21 are provided in the terminal insertion holes 36. 27 Angular velocity output terminal 28 and GND terminal 29 pass through.
また、 回路基板 3 5 における下面には加速度検出手段 3 1 を固 着するとともに、 回路基板 3 5 の上面には A G C回路 (図示せず) を設けた電子部品からなる処理回路 3 7 を有している。 An acceleration detecting means 31 is fixed to the lower surface of the circuit board 35, and a processing circuit 37 composed of electronic components provided with an AGC circuit (not shown) is provided on the upper surface of the circuit board 35. ing.
この処理回路 3 7 に角速度検出手段 2 1 における電源端子 2 7 角速度出力端子 2 8 、 G N D端子 2 9および加速度検出手段 3 1 における電源端子 3 2 、 X軸加速度出力端子 3 3 a 、 Y軸加速度 出力端子 3 3 bおよび G N D端子 3 4が電気的に接続されている 金属製のシールドケース 3 8は、 収納部 3 8 a と、 この収納部 3 8 aにおける開口部 3 8 bを閉塞する蓋 3 8 c とから構成されて いる。 また、 シールドケース 3 8の内側に回路基板 3 5、 角速度 検出手段 2 1および加速度検出手段 3 1 を収納するとともに、 電 源中継端子 3 9 、 G N D中継端子 4 0、 角速度中継端子 4 1 、 X 軸加速度中継端子 4 2および Y軸加速度中継端子 4 3 を内部から 外部に貫通するように設けている。 そして、 シールドケース 3 8 における電源中継端子 3 9 の一端は角速度検出手段 2 1 における 電源端子 2 7および加速度検出手段 3 1 における電源端子 3 2 に
電気的に接続している。 G N D中継端子 4 0の一端は角速度検出 手段 2 1 における G N D端子 2 9および加速度検出手段 3 1 にお ける G N D端子 3 4に電気的に接続している。 In this processing circuit 37, the power supply terminal 27 in the angular velocity detection means 21, the angular velocity output terminal 28, the GND terminal 29, and the power supply terminal 32 in the acceleration detection means 31, the X-axis acceleration output terminal 33a, the Y-axis acceleration A metal shield case 38 electrically connected to the output terminal 3 3b and the GND terminal 3 4 has a housing 38 a and a lid for closing the opening 38 b in the housing 38 a. 3 8c. In addition, the circuit board 35, the angular velocity detecting means 21 and the acceleration detecting means 31 are housed inside the shield case 38, and the power relay terminal 39, the GND relay terminal 40, the angular velocity relay terminal 41, X The axis acceleration relay terminal 42 and the Y-axis acceleration relay terminal 43 are provided so as to penetrate from inside to outside. One end of the power supply relay terminal 39 in the shield case 38 is connected to the power supply terminal 27 in the angular velocity detection means 21 and the power supply terminal 32 in the acceleration detection means 31. Electrically connected. One end of the GND relay terminal 40 is electrically connected to the GND terminal 29 of the angular velocity detecting means 21 and the GND terminal 34 of the acceleration detecting means 31.
角速度中継端子 4 1 の一端は角速度検出手段 2 1 における角速 度出力端子 2 8 に電気的に接続している。 さらに、 X軸加速度中 継端子 4 2 の一端は加速度検出手段 3 1 における X軸加速度出力 端子 3 3 aに電気的に接続している。 Y軸加速度中継端子 4 3の 一端は加速度検出手段 3 1 における Y軸加速度出力端子 3 3 に 電気的に接続している。 そして、 シールドケース 3 8における蓋 3 8 c には垂直部分 3 8 dに切込みを入れることにより設けた弾 性突起 4 4を有している。 この弹性突起 4 4により、 蓋 3 8 c を シールドケース 3 8における開口部 3 8 bの外側面に弾性を持ち つつ密着して、 収納部 3 8 aを蓋 3 8 c と同電位にしている。 そして、 シールドケース 3 8 を有底筒状の収納部 3 8 a とこの 収納部 3 8 aにおける開口部 3 8 bを閉塞する蓋 3 8 cで構成す るとともに、 蓋 3 8 c に収納部 3 8 a側に弾性突起 4 4を設けて いるので、 蓋 3 8 c を収納部 3 8 aの開口部 3 8 bに固着するた めの別個の部材が不要となる。 その結果、 複合センサの部品点数 を削減できるという効果が得られる。 有底筒状の樹脂製の保護ケ ース 4 5は、 シールドケース 3 8 を内側に収納するとともに、 側 面から外方へ突出するようにコネクタ部 4 6 を設けており、 この コネクタ部 4 6 の内側に電源コネクタ端子 4 7、 角速度コネクタ 端子 4 8 、 X軸加速度コネクタ端子 4 9 、 Y軸加速度コネクタ端 子 5 0および G N Dコネクタ端子 5 1 の一端を設けるとともに、 他端を保護ケース 4 5 に埋設している。
また、 保護ケース 4 5 には図 4に示すように、 底面から外底面 にわたつて貫通孔 5 2 を設けるとともに、電源コネクタ端子 4 7 、 角速度コネクタ端子 4 8 、 X軸加速度コネクタ端子 4 9および Y 軸加速度コネクタ端子 5 0 の他端に図 5 に示すように、 上面から 下面にわたって孔 5 4を設けており、 この孔 5 4 を保護ケース 4 5における貫通孔 5 2 に一致させる。 そして、 図 2 に示すように、 保護ケース 4 5 における X軸加速度コネクタ端子 4 9内の孔 5 4 に X軸加速度中継端子 4 2の他端を挿通させて半田 5 5により電 気的に接続する。 さらに、 Y軸加速度コネクタ端子 5 0内の孔 5 4に Y軸加速度中継端子 4 3の他端を揷通させて半田 5 5 により 電気的に接続する。 次に、 電源コネクタ端子 4 7内の孔 5 4に電 源中継端子 3 9 の他端を揷通させて半田 5 5により電気的に接続 させる。 さ らに、 G N Dコネクタ端子 5 1 内の孔 5 4に G N D中 継端子 4 0 における他端を揷通させて半田 5 5 により電気的に接 続する。 樹脂製の保護蓋 5 6は、 保護ケース 4 5 における開口部 を閉塞している。 なお、 製造上の観点から各コネクタ端子に、 孔 5 4に加えて、 さらに孔を設けることも可能である。 One end of the angular velocity relay terminal 41 is electrically connected to an angular velocity output terminal 28 of the angular velocity detecting means 21. Further, one end of the X-axis acceleration relay terminal 42 is electrically connected to the X-axis acceleration output terminal 33a of the acceleration detecting means 31. One end of the Y-axis acceleration relay terminal 43 is electrically connected to the Y-axis acceleration output terminal 33 of the acceleration detecting means 31. The lid 38c of the shield case 38 has an elastic projection 44 provided by making a cut in the vertical portion 38d. Due to the elastic projections 44, the lid 38c is brought into close contact with the outer surface of the opening 38b in the shield case 38 while having elasticity, and the storage section 38a is set to the same potential as the lid 38c. . The shield case 38 is composed of a bottomed cylindrical storage section 38a and a lid 38c that closes an opening 38b in the storage section 38a, and the lid 38c has a storage section. Since the elastic projection 44 is provided on the 38a side, a separate member for fixing the lid 38c to the opening 38b of the storage section 38a becomes unnecessary. As a result, the effect that the number of components of the composite sensor can be reduced can be obtained. The bottomed cylindrical resin protective case 45 houses the shield case 38 inside and has a connector part 46 protruding outward from the side surface. Provide one end of power supply connector terminal 47, angular velocity connector terminal 48, X-axis acceleration connector terminal 49, Y-axis acceleration connector terminal 50, and GND connector terminal 51 inside 6 and the other end to protective case 4. 5 buried. In addition, as shown in FIG. 4, the protective case 45 has a through hole 52 extending from the bottom surface to the outer bottom surface, as well as a power connector terminal 47, an angular velocity connector terminal 48, an X-axis acceleration connector terminal 49, and As shown in FIG. 5, a hole 54 is provided at the other end of the Y-axis acceleration connector terminal 50 from the upper surface to the lower surface, and the hole 54 matches the through hole 52 in the protective case 45. Then, as shown in FIG. 2, the other end of the X-axis acceleration relay terminal 42 is inserted through a hole 54 in the X-axis acceleration connector terminal 49 of the protective case 45, and electrically connected by solder 55. I do. Further, the other end of the Y-axis acceleration relay terminal 43 is passed through a hole 54 in the Y-axis acceleration connector terminal 50 and electrically connected by solder 55. Next, the other end of the power supply relay terminal 39 is passed through the hole 54 in the power supply connector terminal 47 and electrically connected with the solder 55. Further, the other end of the GND relay terminal 40 is passed through the hole 54 in the GND connector terminal 51 and electrically connected with the solder 55. The protective cover 56 made of resin closes the opening of the protective case 45. In addition, in addition to the hole 54, it is possible to further provide a hole in each connector terminal from the viewpoint of manufacturing.
以上のように構成された本発明の一実施の形態における角速度 および加速度検出用複合センサについて、 次にその組立方法を説 明する。 まず、 予め準備した音又形状の水晶製の振動体 2 2の表 面および裏面に金を蒸着し、 駆動電極 2 5 を形成する。 Next, an assembling method of the composite sensor for detecting angular velocity and acceleration according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described. First, gold is vapor-deposited on the front and back surfaces of a vibrating body 22 made of quartz having a sound or shape prepared in advance to form a driving electrode 25.
さらに、 振動体 2 2 の外側面および内側面に金を蒸着し、 検出 電極 2 6を形成する。 次に、 蓋 2 4に上面から下面にわたって上 方および下方へ突出するように、 電源端子 2 7、 角速度出力端子 2 8および G N D端子 2 9を挿通する。
次に、 ケース 2 3の内部に振動体 2 2 を収納した後、 ケース 2 2の開口部を蓋 2 4により閉塞し、 角速度検出手段 2 1 を形成す る。 次に、 予め準備した加速度検出手段 3 1 を回路基板 3 5の下 面に加速度検出手段 3 1 における電源端子 3 2、 X軸加速度出力 端子 3 3 a、 Y軸加速度出力端子 3 3 bおよび G N D端子 3 4が 回路基板 3 5 と電気的に接続するように、 固着する。 Further, gold is deposited on the outer surface and the inner surface of the vibrating body 22 to form the detection electrode 26. Next, the power terminal 27, the angular velocity output terminal 28, and the GND terminal 29 are inserted into the lid 24 so as to project upward and downward from the upper surface to the lower surface. Next, after the vibrating body 22 is housed inside the case 23, the opening of the case 22 is closed by the lid 24 to form the angular velocity detecting means 21. Next, the acceleration detection means 31 prepared in advance is mounted on the lower surface of the circuit board 35.The power supply terminal 32, the X-axis acceleration output terminal 33a, the Y-axis acceleration output terminal 33b and the GND of the acceleration detection means 31 are provided. Secure so that terminal 34 is electrically connected to circuit board 35.
次に、 回路基板 3 5 における端子揷通孔 3 6 に下方より、 角速 度検出手段 2 1 における電源端子 2 7、 角速度出力端子 2 8およ び G N D端子 2 9 を挿通した後、 半田付けする。 Next, after inserting the power supply terminal 27, the angular velocity output terminal 28, and the GND terminal 29 of the angular velocity detecting means 21 from below into the terminal hole 36 on the circuit board 35, and then soldering I do.
さらに、 回路基板 3 5の上面に電子部品からなる処理回路 3 7 を固着する。 次に、 シールドケース 3 8の収納部 3 8 aにおいて、 内底面から外底面にわたって、上方および下方に突出するように、 電源中継端子 3 9、 G N D中継端子 4 0、 角速度中継端子 4 1 、 X軸加速度中継端子 4 2および Y軸加速度中継端子 4 3を揷通す る。 次に、 電源中継端子 3 9、 G N D中継端子 4 0、 角速度中継 端子 4 1 、 X軸加速度中継端子 4 2および Y軸加速度中継端子 4 3の一端を回路基板 3 5 における端子挿通孔 3 6に挿通するよう に、 回路基板 3 5 をシールドケース 3 8に収納する。 Further, a processing circuit 37 made of an electronic component is fixed on the upper surface of the circuit board 35. Next, in the storage section 38a of the shield case 38, the power supply relay terminal 39, the GND relay terminal 40, the angular velocity relay terminal 41, X Pass through the axis acceleration relay terminal 42 and the Y-axis acceleration relay terminal 43. Next, one end of the power relay terminal 39, the GND relay terminal 40, the angular velocity relay terminal 41, the X-axis acceleration relay terminal 42, and the Y-axis acceleration relay terminal 43 are inserted into the terminal insertion holes 36 in the circuit board 35. The circuit board 35 is housed in the shield case 38 so that it can be inserted.
次に、 薄板からなる蓋 3 8 c の周囲に切込みを入れるとともに 折り曲げて、 弾性突起 4 4を形成した後、 蓋 3 8 c の 4辺を折り 曲げて垂直部分 3 8 dを形成する。 次に、 シールドケース 3 8の 開口部 3 8 bを蓋 3 8 cで覆い、 蓋 3 8 c の垂直部分に設けた弾 性突起 4 4により、 シールドケース 3 8 における開口部 3 8 bに 蓋 3 8 c を弾性を持ちつつ密着させる。 このとき、 蓋 3 8 c に設 けた垂直部分 3 8 dにおける切込みにより形成された弾性突起 4
4を使用しているため、 部品点数を増やす必要がない。 Next, a notch is formed around the lid 38c made of a thin plate and the sheet is bent to form an elastic projection 44, and then four sides of the lid 38c are bent to form a vertical portion 38d. Next, the opening 38b of the shield case 38 is covered with a cover 38c, and the elastic projection 44 provided on the vertical portion of the cover 38c covers the opening 38b of the shield case 38. 3. Make sure that 8 c is in close contact with elasticity. At this time, the elastic projections 4 formed by the cuts in the vertical part 38 d provided in the lid 38 c Because 4 is used, there is no need to increase the number of parts.
次に、 図 5 に示すように、 他端側の上面から下面にわたって孔 5 4を設けた電源コネクタ端子 4 7 、 角速度コネクタ端子 4 8 、 X軸加速度コネクタ端子 4 9 、 Y軸加速度コネクタ端子 5 0およ び G N Dコネクタ端子 5 1および支持ピン (図示せず) を装着す る。 次に、 溶融した樹脂を金型 (図示せず) に流し込み、 電源コ ネク夕端子 4 7、 角速度コネクタ端子 4 8 、 X軸加速度コネクタ 端子 4 9 、 Y軸加速度コネクタ端子 5 0および G N Dコネクタ端 子 5 1 を保護ケース 4 5 に埋設するとともに、 孔 5 4の上側およ び下側に貫通孔 5 2 を形成する。 次に、 保護ケース 4 5 における 貫通孔 5 2 に上方より、 シールドケース 3 8における電源中継端 子 3 9 、 G N D中継端子 4 0、 角速度中継端子 4 1 、 X軸加速度 中継端子 4 2および Y軸加速度中継端子 4 3 における他端を揷通 するとともに、保護ケース 4 5 にシールドケース 3 8 を収納する。 Next, as shown in FIG. 5, a power connector terminal 47, an angular velocity connector terminal 48, an X-axis acceleration connector terminal 49, and a Y-axis acceleration connector terminal 5 provided with holes 54 from the upper surface to the lower surface on the other end side. Attach the 0 and GND connector terminals 51 and support pins (not shown). Next, the molten resin is poured into a mold (not shown), and a power connector terminal 47, an angular velocity connector terminal 48, an X-axis acceleration connector terminal 49, a Y-axis acceleration connector terminal 50, and a GND connector end are provided. The child 51 is embedded in the protective case 45, and through holes 52 are formed on the upper and lower sides of the hole 54. Next, the power supply relay terminal 39, the GND relay terminal 40, the angular velocity relay terminal 41, the X-axis acceleration relay terminal 42, and the Y-axis in the shield case 38 from above the through hole 52 in the protective case 45. The other end of the acceleration relay terminal 43 is passed through, and the shield case 38 is stored in the protective case 45.
次に、 図 4に示すように、 保護ケース 4 5の下面から、 電源コ ネク夕端子 4 7 に電源中継端子 3 9 を、 角速度コネクタ端子 4 8 に角速度中継端子 4 1 を、 X軸加速度コネクタ端子 4 9 に X軸加 速度中継端子 4 2 を、 Y軸加速度コネクタ端子 5 0 に Y軸加速度 中継端子 4 3 を、 G N Dコネクタ端子 5 1 に G N D中継端子 4 0 を各々、 半田付けする。 最後に、 保護ケース 4 5 における開口 部を保護蓋 5 6により閉塞する。 Next, as shown in Fig. 4, from the underside of the protective case 45, the power relay terminal 39 is connected to the power connector terminal 47, the angular speed relay terminal 41 is connected to the angular speed connector terminal 48, and the X-axis acceleration connector Solder the X-axis acceleration relay terminal 42 to the terminal 49, the Y-axis acceleration relay terminal 43 to the Y-axis acceleration connector terminal 50, and the GND relay terminal 40 to the GND connector terminal 51. Finally, the opening in the protective case 45 is closed by the protective lid 56.
以上のように構成、 組立られた本発明の実施の形態における複 合センサについて、 その動作を説明する。 The operation of the composite sensor according to the embodiment of the present invention configured and assembled as described above will be described.
まず、 外部に設けた直流電源 (図示せず) からの入力電圧を処 理回路 3 7 により交流電圧に変換し、 この交流電圧を電源端子 2
7 を介して角速度検出手段 2 1 の振動体 2 2の駆動電極 2 5 に印 加する。 また、 同様に、 駆動電極 2 5 を G N Dコネクタ端子 5 1 、 G N D中継端子 4 0 、 G N D端子を介して接地すると、 振動体 2 2が屈曲振動する。 この状態において、 振動体 2 2の長手方向の 中心軸回りに角速度 ωで角速度検出手段 2 1が回転すると、 振動 体 2 2に F = 2 m v oのコリオリカが発生する。 First, a processing circuit 37 converts an input voltage from an external DC power supply (not shown) into an AC voltage. 7 is applied to the drive electrode 25 of the vibrating body 22 of the angular velocity detecting means 21. Similarly, when the drive electrode 25 is grounded via the GND connector terminal 51, the GND relay terminal 40, and the GND terminal, the vibrating body 22 bends and vibrates. In this state, when the angular velocity detecting means 21 rotates at an angular velocity ω about the central axis in the longitudinal direction of the vibrating body 22, a corioliser of F = 2 mvo is generated in the vibrating body 22.
このコ リオリカにより、 検出電極 2 6 に発生する電荷からなる 出力信号を角速度出力端子 2 8 を介して回路基板 3 5における処 理回路 3 7 により出力電圧に変換し、 角速度中継端子 4 1 および 角速度コネクタ端子 4 8 を介して、 相手側のコンピュータ (図示 せず) に入力することにより、 角速度を検出するものである。 With this corerica, an output signal consisting of electric charges generated on the detection electrode 26 is converted into an output voltage by the processing circuit 37 on the circuit board 35 via the angular velocity output terminal 28 and the angular velocity relay terminal 41 and the angular velocity Angular velocity is detected by inputting to the computer (not shown) of the other party via the connector terminal 48.
また、 同様に、 加速度検出手段 3 1 における可動電極板 (図示 せず) および固定電極板 (図示せず) に電源コネクタ端子 4 7 、 電源中継端子 3 9および電源端子 2 7 を介して 5 Vを印加した状 態において、 加速度検出手段 3 1 の平面に水平な方向である X軸 方向および Y軸方向に加速度が加わると、 可動電極板(図示せず) が移動することとなり、 可動電極板 (図示せず) と固定電極板 (図 示せず) との間に設けたコンデンサの容量が変化する。 Similarly, 5 V is applied to the movable electrode plate (not shown) and the fixed electrode plate (not shown) of the acceleration detecting means 31 via the power connector terminal 47, the power relay terminal 39 and the power terminal 27. When acceleration is applied in the X-axis direction and the Y-axis direction that are horizontal to the plane of the acceleration detecting means 31 in the state where the voltage is applied, the movable electrode plate (not shown) moves, and the movable electrode plate moves. The capacitance of the capacitor provided between the fixed electrode plate (not shown) and the fixed electrode plate (not shown) changes.
そして、 この容量の変化を加速度検出手段 3 1 の内部で、 出力 電圧に変換し、 X軸方向の加速度を X軸加速度出力端子 3 3 a 、 X軸加速度中継端子 4 2および X軸加速度コネクタ端子 4 9 を介 して相手側コンピュータ (図示せず) に入力することにより、 X 軸方向の加速度を検出するものである。 The change in the capacitance is converted into an output voltage inside the acceleration detecting means 31, and the acceleration in the X-axis direction is converted into an X-axis acceleration output terminal 33a, an X-axis acceleration relay terminal 42, and an X-axis acceleration connector terminal. By inputting it to the other computer (not shown) via 49, the acceleration in the X-axis direction is detected.
同様に、 Y軸方向の加速度を Y軸加速度出力端子 3 3 b 、 Y軸 加速度中継端子 4 3および Y軸加速度コネクタ端子 5 0 を介して
相手側コンピュータ (図示せず) に入力することにより、 Y軸方 向の加速度を検出するものである。 そして、 相手側コンピュータSimilarly, the acceleration in the Y-axis direction is output via the Y-axis acceleration output terminal 33b, the Y-axis acceleration relay terminal 43, and the Y-axis acceleration connector terminal 50. It detects the acceleration in the Y-axis direction by inputting it to the other computer (not shown). And the other computer
(図示せず) により、 車体に加わる角速度、 X軸方向の加速度お よび Y軸方向の加速度を解析することにより、 車体の挙動を分析 するものである。 ここで、 電磁波が多量に存在する環境下で複合 センサを使用する場合を考える。 本発明の実施の形態における複 合センサにおいては、 シールドケース 3 8 に電源中継端子 3 9 、 G N D中継端子 4 0、 角速度中継端子 4 1 、 X軸加速度中継端子 4 2および Y軸加速度中継端子 4 3 を設けるとともに、 角速度検 出手段 2 1 における電源端子 2 7および加速度検出手段 3 1 にお ける電源端子 3 2の双方をシールドケース 3 8 における電源中継 端子 3 9 を介して保護ケース 4 5 における電源コネクタ端子 4 7 に電気的に接続し、 かつ角速度検出手段 2 1 における G N D端子 2 9および加速度検出手段 3 1 における G N D端子 2 9の双方を シールドケース 3 8 における G N D中継端子 4 0 を介して保護ケ ース 4 5 における G N Dコネクタ端子 5 1 に電気的に接続してい るので、 回路基板 3 5がシールドケース 3 8に完全に内包されて いる。 その結果、 回路基板 3 5 における配線パターン (図示せず) に外部から電磁波が入力されるという ことがなくなり、 回路基板 3 5 における配線パターン (図示せず) を流れる出力信号が安定 するという効果が得られる。 これは複合センサを回路基板に直接 固着したことにより、 回路基板を電磁的に完全にシールドできた ことに基づいている。 従来は強度を確保するために、 保持基板を 介して複合センサを回路基板と結合していたので、 構造上シール ドは必ずしも完全ではなかった。
次に、 複合センサに強い振動が加わる場合を考える。 (Not shown), the behavior of the vehicle body is analyzed by analyzing the angular velocity, the acceleration in the X-axis direction, and the acceleration in the Y-axis direction applied to the vehicle body. Here, consider the case where a composite sensor is used in an environment where a large amount of electromagnetic waves are present. In the composite sensor according to the embodiment of the present invention, the shield case 38 has a power supply relay terminal 39, a GND relay terminal 40, an angular velocity relay terminal 41, an X-axis acceleration relay terminal 42, and a Y-axis acceleration relay terminal 4. 3 and both the power supply terminal 27 of the angular velocity detection means 21 and the power supply terminal 32 of the acceleration detection means 31 are connected to the protective case 45 via the power supply relay terminal 39 of the shield case 38. It is electrically connected to the power connector terminal 47, and both the GND terminal 29 of the angular velocity detecting means 21 and the GND terminal 29 of the acceleration detecting means 31 are connected via the GND relay terminal 40 of the shield case 38. Since it is electrically connected to the GND connector terminal 51 of the protective case 45, the circuit board 35 is completely contained in the shield case 38. As a result, an external electromagnetic wave is not input to the wiring pattern (not shown) on the circuit board 35, and the effect that the output signal flowing through the wiring pattern (not shown) on the circuit board 35 is stabilized is obtained. can get. This is based on the fact that the circuit board was completely electromagnetically shielded by directly fixing the composite sensor to the circuit board. In the past, the composite sensor was connected to the circuit board via a holding board to ensure strength, so the structure was not necessarily completely shielded. Next, consider the case where strong vibration is applied to the composite sensor.
本発明の実施の形態における複合センサにおいては、 保護ケ一 ス 4 5における電源コネクタ端子 4 7 、 G N Dコネクタ端子 5 1 、 角速度コネクタ端子 4 8 、 X軸加速度コネクタ端子 4 9および Y 軸加速度コネクタ端子 5 0 に孔 5 4を設け、 これらの孔 5 4にシ 一ルドケース 3 8 における電源中継端子 3 9、 G N D中継端子 4 0、 角速度中継端子 4 1 、 X軸加速度中継端子 4 2および Y軸加 速度中継端子 4 3 を挿通して電気的に接続したため、 電源コネク 夕端子 4 7 と電源中継端子 3 9 、 G N Dコネクタ端子 5 1 と G N D中継端子 4 0、角速度コネクタ端子 4 8 と角速度中継端子 4 1 、 X軸加速度コネクタ端子 4 9 と X軸加速度中継端子 4 2および Y 軸加速度コネクタ端子 5 0 と Y軸加速度中継端子 4 3 とが互いに 強固に固着されている。 その結果、 振動に対する機械的強度が確 保され、 信頼性が向上した複合センサを提供できるという効果が 得られる。 産業上の利用可能性 In the composite sensor according to the embodiment of the present invention, the power supply connector terminal 47, the GND connector terminal 51, the angular velocity connector terminal 48, the X-axis acceleration connector terminal 49, and the Y-axis acceleration connector terminal in the protective case 45 are provided. Holes 54 are provided in 50, and power supply relay terminals 39, GND relay terminals 40, angular velocity relay terminals 41, X-axis acceleration relay terminals 42, and Y-axis Since the speed relay terminals 4 3 were inserted and electrically connected, the power connector evening terminal 47 and the power relay terminal 39, the GND connector terminal 51 and the GND relay terminal 40, the angular speed connector terminal 48 and the angular speed relay terminal 4 1. The X-axis acceleration connector terminal 49 and the X-axis acceleration relay terminal 42 and the Y-axis acceleration connector terminal 50 and the Y-axis acceleration relay terminal 43 are firmly fixed to each other. As a result, the mechanical strength against vibration is ensured, and the effect of providing a composite sensor with improved reliability is obtained. Industrial applicability
以上のように本発明の複合センサによれば、 振動および外部電 磁波ノイズから保護され、 信頼性を高めることができる。 As described above, according to the composite sensor of the present invention, it is possible to protect the device from vibrations and external electromagnetic wave noise, thereby improving reliability.
さらに、 部品点数削減によるコス ト低減に寄与する。
Furthermore, it contributes to cost reduction by reducing the number of parts.